03.11.2014 Views

АЛЕХИН - ХПІ

АЛЕХИН - ХПІ

АЛЕХИН - ХПІ

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

dн − dв<br />

S S<br />

Разность между этими деформациями будет равна = = ,<br />

2ρ<br />

2ρ<br />

2ρ<br />

где S и ρ – относительная толщина стенки и относительный радиус изгиба<br />

трубы (отнесенные к диаметру). При относительных толщинах стенки<br />

S = 10% и ρ = 5 разность деформаций не превышает 1 %, что составляет<br />

10 % от общей деформации, определяемой уравнениями (1); при больших<br />

радиусах разность деформаций будет еще меньше. Поэтому тангенциальную<br />

деформацию по толщине стенки можно принять равномерной и равной<br />

dср<br />

dн<br />

− S<br />

δ = =<br />

2ρ<br />

2ρ<br />

o<br />

. (2)<br />

При условии, что диаметр заготовки не изменяется,<br />

тангенциальная деформация из условия постоянства объема<br />

будет равна деформации в направлении толщины, которая, в<br />

свою очередь, может быть выражена уравнением<br />

S0<br />

− Smin<br />

δ = . (3)<br />

S0<br />

Из равенства (2) и (3) минимальная толщина стенки после<br />

деформации будет равна<br />

⎛ 1−<br />

S0<br />

⎞<br />

S min = S0⎜1−<br />

⎟ , (4)<br />

⎝ 2ρ<br />

⎠<br />

или в относительных величинах<br />

⎛ 1−<br />

S 0 ⎞<br />

S min<br />

= S0⎜1−<br />

⎟ . (5)<br />

⎝ 2ρ<br />

⎠<br />

Из тех же предпосылок максимальная толщина стенки в сжатой зоне при<br />

условии отсутствия потери устойчивости определяется из уравнения<br />

−<br />

⎛ ⎞<br />

⎜ 1−<br />

S 0 ⎟<br />

S min = S0<br />

⎜<br />

1+<br />

2ρ<br />

⎟ . (6)<br />

⎝ ⎠<br />

Из уравнения (5) может быть определен минимальный<br />

относительный радиус изгиба при условии, если назначена<br />

минимально допустимая толщина стенки трубы:<br />

1−<br />

S 0<br />

ρmin<br />

= . (7)<br />

⎛ S ⎞<br />

⎜ −<br />

min<br />

2 1<br />

⎟<br />

⎝ S0<br />

⎠<br />

Так, если допускаемое<br />

утонение должно<br />

составлять 10%, то при<br />

относительной толщине<br />

5% минимальный<br />

относительный радиус<br />

будет равен ρ<br />

min<br />

= 4,5; если<br />

утонение допускается<br />

Рис. 1. Зависимость толщины стенки 20%, то ρ<br />

min<br />

= 2,5.<br />

от радиуса изгиба трубы<br />

На рис. 1 показана<br />

зависимость изменения толщин стенок изделий от<br />

относительного радиуса и исходной толщины стенки заготовки.<br />

Из этого графика можно определить допустимые радиусы изгиба<br />

в зависимости от утонения стенок или от перепада толщин; из<br />

графика также видно, что относительная толщина заготовки<br />

сравнительно мало влияет на утонение и утолщение стенок.<br />

3. Овальность сечения. Овальность трубы, которая<br />

образуется при гибке, уменьшает площадь проходного сечения и<br />

момент инерции относительно нейтральной оси. Допуски на<br />

овальность для трубопроводов различного назначения лежат в<br />

пределах от +2% до +8% диаметра.<br />

Овальность развивается не только в тех местах, где к<br />

заготовке прикладывается сосредоточенная сила, которая<br />

стремится смять трубу, но и в тех случаях, когда изгиб<br />

производится чистым моментом, т.е. когда изгибающий момент<br />

по длине заготовки постоянен и она принимает одинаковую<br />

кривизну на всех участках.Образование овальности происходит<br />

в силу специфики механизма деформирования, будь то чистый<br />

изгиб или изгиб поперечной силой.<br />

На рис. 2 показан элемент трубы в промежуточной стадии ее<br />

изгиба. Напряжения растяжения и сжатия, неравномерные по<br />

высоте сечения, заменены соответственно силами N и Q и<br />

изгибающим моментом М. Проекции сил N и Q на ось дают

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!